Учёные из США узнали, какие «хвосты» защищают древесину от разложения

Исследователи из Соединённых Штатов, работающие в сфере молекулярной биологии, обнаружили, что бактерии испытывают трудности с переработкой лигнина — наиболее прочного компонента древесины, — если его молекулы включают большое количество метана и кислорода. Этот опыт поможет разработать такие виды древесины, которые можно будет использовать в производстве биотоплива и химических веществ. Об этом со ссылкой на пресс-службу Университета штата Северная Каролина (NCSU) сообщает ТАСС.

Как рассказал научный сотрудник NCSU Райан Бинг, в горячих источниках водится вид термофильных бактерий, которые умеют «поедать» растительную биомассу и перерабатывать её в полезное сырьё, при этом для каждого растения этот процесс имеет разную скорость. Учёным удалось узнать причину различия.

Растительная биомасса обычно включает в себя два компонента: легкоразлагаемую целлюлозу, которую способны переварить ряд бактерий, и прочные грибки лигнина, который «не по зубам» микроорганизмам. Последние несколько лет учёные активно работают над снижением концентрации лигнина в биомассе и созданием штаммов микроорганизмов, способных разлагать его. Предполагается, что они позволят сделать более эффективным производство биотоплива.

Ранее специалисты из США разработали несколько генетически модифицированных видов калифорнийских тополей (Populus trichocarpa), в которых в два раза меньше лигнина, чем в обычных деревьях этой породы. Несмотря на это уменьшение, в ряде случаев бактерии разлагали эту биомассу с необычной медлительностью. Это послужило толчком для учёных, чтобы исследовать, как камчатские бактерии Anaerocellum bescii взаимодействуют с разными природными формами лигнина.

В результате исследований выяснилось, что с какой скоростью будет разлагаться растительная биомасса, зависит не только от содержания лигнина, но и от количества молекул метилового спирта, присоединённых к отдельным элементам этого биополимера. Чем больше таких «хвостов» содержится в лигнине, тем труднее бактериям-экстремофилам будет даваться переработка биомассы.

Исследователи полагают, что это понимание поможет селекционерам определить те виды генетически модифицированных тополей, которые быстро растут, не подвержены заболеваниям и хорошо адаптируются к окружающей среде, а также дают биомассу с необходимыми качествами.

Благодаря этому получится тратить меньшее количество ресурсов в процессе изготовления биотоплива и химических веществ, который сейчас требует тщательной обработки древесины и дорогостоящие химические составы, как считают биологи.